一种PLC以太网通讯模件制造技术

一种PLC以太网通讯模件，包括核心控制器，还包括FPGA、RAM、CF卡、以太网控制接口，其中，FPGA、RAM、CF卡、以太网控制接口通过总线和核心处理器相连接。本实用新型专利技术的有益效果在于扩展了PLC的以太网通讯能力，提升了PLC通讯性能。通讯规约的可自由配置使PLC在面对行业内中高端用户的应用需求时能自如的和其他标准设备进行数据交互，而不需要再额外配置规约转换装置，节约了工程成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种通讯模件，尤其是涉及一种PLC以太网通讯模件。
技术介绍
PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。现有的工业控制系统中，PLC和现场智能设备通过以太网连接起来，组成一个现场工业控制网络，以实现PLC和现场智能设备的数据交互以及对其控制。同时，PLC又与上位计算机监控系统联网，实现信息交流。由于现场智能设备数量众多，并且通讯规约各不相同，因此要求PLC能尽量多地支持各种通讯规约。为了实现PLC与其它设备之间能正常通讯，现有的技术方案是在PLC中为不同的设备配置和其规约相同的通讯模件。例如某智能设备支持Modbus/Tcp协议，需要在PLC中配置一个支持Modbus/Tcp协议的通讯模件，其余设备之中有支持ibus从站协议的，需要在PLC中再配置一个ftOfibus主站模件，以此类推。在比较复杂的大型工业应用控制场合，当PLC需要与多种规约不统一的智能设备组网时，PLC就既需要提供多个以太网冗余接口和上位计算机通讯，还需要配置多种通讯模件以实现与现场智能设备的通讯，因而实现成本就会很高；并且，众多模件混合在一起工作，对工程施工人员和现场维护人员的技术要求也会相应提高。为此，本专利技术的目的在于设计一种PLC智能以太网通讯模件，该模件作为可编程控制器系统中的一个插件，可以对外提供多个以太网通讯接口，每一个通讯接口都能够自由编程，既可以和上位计算机通讯，还可以和现场的智能设备通讯。近年来PLC飞速发展，其产品在各个行业和领域的应用越发广泛，行业内中高端用户对PLC以太网通讯的功能需求也越来越复杂。现有PLC的以太网通讯基本都或多或少存在以下问题一，PLC的以太网接口固定在PLC的CPU模件上，数目固定，不能扩展；二，PLC的以太网通讯使用以太网通讯模件，但模件功能单一，支持的通讯规约也单调，无法由行业用户自主配置。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提出一种PLC以太网通讯模件，能根据需要配置以太网模件数目从而扩展以太网接口的数目；网络通讯功能可编程配置，以达到实现支持丰富的满足不同行业用户需求的通讯规约的目的。为了实现上述专利技术目的，本技术采用如下技术方案包括核心控制器，所述核心控制器可以是PC/104，也可以是ARM或者PowerPC等其他芯片。还包括FPGA、RAM、CF卡、 以太网控制接口，其中，FPGA、RAM、CF卡、以太网控制接口通过总线和核心处理器相连接。3本技术的进一步方案是核心处理器和FPGA通过时钟系统同步。本技术的进一步方案是FPGA通过背板总线与CPU模件相连接。本技术的有益效果在于扩展了 PLC的以太网通讯能力，提升了 PLC通讯性能。 通讯规约的可自由配置使PLC在面对行业内中高端用户的应用需求时能自如的和其他标准设备进行数据交互，而不需要再额外配置规约转换装置，节约了工程成本。并且，以太网通讯模件既能和上位计算机通讯又能和现场智能设备通讯的特点使得PLC能应用在某些需要实现多网冗余但又要求不可使用交换机的特殊行业(例如轨道交通自动化系统)中。附图说明图1以太网模件结构示意图。图2以太网通讯模件网络结构示意图。图3以太网通讯模件原理图。图4以太网模件工作流程图。具体实施方式本方案中以太网模件和CPU模件在同一个背板机架上，以太网模件的外观、模具可以和CPU模件相同，以外部印字来区分两种模件。PLC和现场智能设备以及上位计算机交换的数据，通过以太网通讯模件来完成，再由CPU模块通过内部背板总线和以太网通讯模件交互数据。一套PLC系统中通讯模块的数量可以根据现场需求来确定。其数据交互的网络结构框图参见附图2。模件上侧是CPU模件和以太网通讯模件的内部数据交换示意，模件下侧是以太网通讯模件对外通讯的以太网接口数据交换示意。图中下侧只示意了第一个以太网通讯模件对外通讯线路。该方案的硬件原理框图如附图3所示。包括核心控制器，该核心控制器可以是PC/104，也可以是ARM或者PowerPC等其他芯片。还包括FPGA、RAM、CF卡、以太网控制接口，其中，FPGA、RAM、CF卡、以太网控制接口通过总线和核心处理器相连接。核心处理器和FPGA通过时钟系统同步。FPGA通过背板总线与CPU模件相连接。以太网通讯模件的核心处理器部分采用PC/104，PC/104上扩展三个以太网接口， 其中两个作为对外通讯使用，另一个作为内部以太网接口与CPU模件进行内部数据通讯。 三个以太网接口相互隔离。以太网通讯模件内部以太网的地址由自身槽位识别电路确定。两个对外以太网接口的通讯地址由组态软件配置确定。内部以太网IP地址默认规定方式如表1所示。所有内部以太网节点IP地址在同一网段，所有内部以太网netmask都为255. 255. 255. 0，gateway均为0. 0. 0. 0或无效。外部以太网IP地址和端口号不能有重复或类似错误，配置时如果出现此类错误， 给出报警提醒。权利要求1.一种PLC以太网通讯模件，包括核心控制器，其特征在于，还包括FPGA、RAM、CF卡、 以太网控制接口，其中，FPGA、RAM、CF卡、以太网控制接口通过总线和核心处理器相连接。2.根据权利要求1所述的一种PLC以太网通讯模件，其特征在于，核心处理器和FPGA 通过时钟系统同步。3.根据权利要求1所述的一种PLC以太网通讯模件，其特征在于，FPGA通过背板总线与CPU模件相连接。4.根据权利要求1所述的一种PLC以太网通讯模件，其特征在于，所述核心控制器是 PC/104,或者是ARM或者是PowerPC芯片。专利摘要一种PLC以太网通讯模件，包括核心控制器，还包括FPGA、RAM、CF卡、以太网控制接口，其中，FPGA、RAM、CF卡、以太网控制接口通过总线和核心处理器相连接。本技术的有益效果在于扩展了PLC的以太网通讯能力，提升了PLC通讯性能。通讯规约的可自由配置使PLC在面对行业内中高端用户的应用需求时能自如的和其他标准设备进行数据交互，而不需要再额外配置规约转换装置，节约了工程成本。文档编号G05B19/05GK202093355SQ20112016688公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日专利技术者刘书良, 周霞, 尚修志, 张红芳, 赵涌, 黄海 申请人:南京南瑞集团公司, 国网电力科学研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＰＬＣ以太网通讯模件，包括核心控制器，其特征在于，还包括ＦＰＧＡ、ＲＡＭ、ＣＦ卡、以太网控制接口，其中，ＦＰＧＡ、ＲＡＭ、ＣＦ卡、以太网控制接口通过总线和核心处理器相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘书良，张红芳，尚修志，周霞，黄海，赵涌，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，南京南瑞集团公司，
类型：实用新型
国别省市：84